[實用新型]基于三階負載諧振技術的低壓大電流開關電源

無效

• 申請號: 201120053822.8
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN201994859U
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 李金剛;孫方
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44;H02M7/5387
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于電子設備技術領域，具體涉及一種基于三階負載諧振技術的低壓大電流開關電源。

背景技術

低壓大電流開關電源能應用在電壓調節模塊VRM等場合，以其電路特點和技術得到人們的重視。應用于低壓大電流開關電源的傳統技術可以分為高頻化技術、波形交錯技術和磁集成技術等，這些技術都存在開關電源系統中逆變器部分流通電流大的問題，造成不能充分利用開關器件的電壓電流等級，及為了達到低壓大電流的輸出特性而使用變壓器，使系統體積增大，而輸出大電流的高頻變壓器設計制作的難度很大，成本很高。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種基于三階負載諧振技術的低壓大電流開關電源，有效地解決了現有技術存在的開關電源的逆變器部分電流大，不能充分利用開關器件的電壓等級和必須使用高頻變壓器的問題。

本實用新型所采用的技術方案是，一種基于三階負載諧振技術的低壓大電流開關電源，包括依次連接的不控整流電路、整流濾波電路、全橋逆變電路和負載匹配電路，負載匹配電路的輸出端和全橋逆變電路之間連接有DSP微處理器，

其中，不控整流電路用于對交流輸入電壓進行整流以得到直流電壓；整流濾波電路用于對整流得到的直流電壓進行濾波以得到平滑的直流電壓；全橋逆變電路通過移向控制調節輸出電壓和輸出功率；負載匹配電路是基于負載諧振技術的電壓電流特性轉換電路，通過對電路拓撲的選擇以及合理的負載匹配參數，形成低壓大電流的輸出特性；DSP微處理器在對負載匹配電路的輸出端進行反饋采樣后通過移相控制和隔離驅動來實現對全橋逆變電路的控制。

不控整流電路為二極管全橋電路。

DSP微處理器與負載匹配電路的輸出端之間，以及DSP微處理器與全橋逆變電路之間均為導線連接或者均為信號連接。

本實用新型的有益效果是以負載諧振技術為核心，應用不控整流濾波及高頻逆變等技術實現低壓大電流電源。避免了逆變器開關器件電流大的問題，從而降低損耗，能更充分利用開關器件等級。同時，利用儲能原件電感、電容組成的三階諧振電路代替變壓器，降低了因使用高頻高壓高功率變壓器的成本和設計困難，進一步減少了系統的體積和損耗，提高了效率。

附圖說明

圖1是本實用新型一種基于三階負載諧振技術的低壓大電流開關電源的結構示意圖；

圖2中，a是未采用本實用新型的逆變器輸出電壓和電流圖，b是從本實用新型輸出的逆變器輸出電壓和電流圖。

其中，1.不控整流電路，2.整流濾波電路，3.全橋逆變電路，4.負載匹配電路。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

如圖1所示，本實用新型一種基于三階負載諧振技術的低壓大電流開關電源，是基于DSP微處理器5控制的閉環系統。其包括依次連接的不控整流電路1、整流濾波電路2、全橋逆變電路3和負載匹配電路4，負載匹配電路4的輸出端和全橋逆變電路3之間連接有DSP微處理器5。其中，DSP微處理器與負載匹配電路的輸出端之間，以及DSP微處理器與全橋逆變電路之間均為導線連接或者均為信號連接。本實用新型在使用時，將交流市電作為系統輸入電壓連接在不控整流電路1的輸入端。

不控整流電路1為二極管全橋電路，其用于對交流輸入電壓進行整流以得到直流電壓。整流濾波電路2用于對整流得到的直流電壓進行濾波以得到平滑的直流電壓。全橋逆變電路3是電源的高頻環節，通過DSP實現全橋移向控制調節輸出電壓和輸出功率。負載匹配電路4是基于負載諧振技術的電壓電流特性轉換電路，通過對電路拓撲的選擇以及合理的負載匹配參數，形成低壓大電流的輸出特性。負載匹配電路4是基于負載匹配技術進行參數設置，以諧振電路拓撲的負載匹配特性為基礎，在對負載匹配電路4的輸出端進行反饋采樣后，由DSP微處理器5通過移相控制和隔離驅動來控制全橋逆變電路3。本實用新型采用DSP微處理器5控制，在實現全橋移相功率調節的同時，使全橋逆變器工作在軟開關狀態，減小損耗，提高效率。

本實用新型在不使用變壓器的情況下，利用負載匹配電路4對負載的匹配作用，使電源輸出低壓大電流的同時，減小電源系統中逆變器部分流過的電流，充分利用了開關器件等級，并且在不需要隔離的情況下可以完全取代變壓器。

如圖2所示，a是未采用本實用新型的逆變器輸出電壓和電流圖，b是從本實用新型輸出的逆變器輸出電壓和電流圖。其中，方波為電壓，正弦波為電流，逆變器的輸出功率為500W。實驗表明在同樣輸出功率下，在負載諧振電路的作用下，逆變器電流減小了一半。這樣，逆變器中的開關器件可以選擇電流等級較低的型號，更充分的利用開關器件等級，在實際中有很大的應用價值。